不同林型下幼苗更新对近自然森林经营初期的响应及促进措施

作     者：周爽爽 

作者单位：华东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王希华

授予年度：2022年

学科分类：0907[农学-林学] 090704[农学-森林经理学] 09[农学] 

主      题：林型 幼苗更新 近自然森林经营 叶面积指数 林下补植 翻土除草 

摘      要：陆地森林生态系统是地球碳库的主要组成部分,是衡量区域碳汇能力的重要指标之一。而近自然森林经营措施能够通过确定目标树、伐除干扰木,降低林分密度、改善林下微生境,有效地促进目标树生长和林下天然更新、加速次生林和人工林的自然恢复过程,是提高森林碳汇能力的重要手段。然而,不同类型的次生林和人工林,其物种组成,林冠结构和林下微生境都具有较大差异,造成不同森林类型幼苗更新过程对近自然森林经营措施的响应不同。这对于近自然经营措施在不同林型间的调整,提高其经营效率十分关键。但是针对于不同林型幼苗更新过程对近自然经营措施的响应过程的研究还十分缺乏。本研究在浙江宁波地区,选择了典型的亚热带常绿阔叶次生林和马尾松人工林(亭下林区的马尾松木荷林TX-Pinus massoniana+Schima superba和马尾松人工林TX-Pinus massoniana,以及育王林区的马尾松木荷林YW-Pinus massoniana+Schima superba和马尾松枫香林YW-Pinus massoniana+Liquidambar formosana)为研究对象,通过对比近自然经营初期(4年内)经营样地(mgt)与未经营样地(CK)间幼苗天然更新过程和林下微生境变化的差异,以及添加不同更新促进措施(林下补植幼苗,翻土除草)对近自然经营效果的影响,利用方差分析和广义线性混合模型(Generalized Linear Mixed Models)探究各林型林下微环境和幼苗天然更新过程对近自然森林经营措施初期的响应差异,以及两者间的关联。并以此为基础,分析不同的更新促进措施与近自然经营措施的协同关系。主要研究结果和结论如下:(1)不同林型之间叶面积指数(Leaf area index-LAI)有显著性差异,其中亭下-马尾松人工林的LAI显著低于3种次生林类型。近自然经营4年内,经营样地的LAI与对照样地间的差异,随经营时间逐渐缩小,其中亭下-马尾松人工林4年后LAI反而高于对照样地。另外,育王林区中2种林型的大气、土壤温度均显著高于亭下林区2种林型,但对照与处理样地间无显著差异。(2)4种林型内经营样地的萌发幼苗多度均高于对照样地,但仅有亭下-马尾松木荷林经营样地中萌发幼苗的物种丰富度显著高于对照样地(P0.05)。另外,随着经营时间延长,经营样地内新萌发幼苗的多度在逐渐减少。在幼苗建立阶段,3种次生林经营样地的幼苗建立率均明显高于对照样地,其中,对照样地仅有少量幼苗能够成功建立进入生长阶段,仅马尾松人工林对照样地内有明显数量幼苗建立。然而马尾松人工林建立后幼苗的生长速率,经营样地与对照样地无显著差异。(3)在补植幼苗措施下,亭下-马尾松木荷林内补植的浙江楠Phoebe chekiangensis和赤皮青冈Cyclobalanopsis gilva的前期存活率,在经营样地都明显高于对照样地,但仅有喜阳的赤皮青冈前期的生长速率,经营样地显著高于对照样地;而在亭下-马尾松人工林内赤皮青冈和浙江楠前期的存活率和生长速率,经营样地均高于对照样地,其中,也只有赤皮青冈呈现出显著水平。在翻土除草措施下,育王-马尾松枫香林的经营样地内的翻土除草的样方,其新生幼苗多度显著高于未翻土除草样方,但对照样地内两者无显著差异。综上所述,近自然林经营初期,其经营措施能够较好地改善亚热带常绿阔叶次生林林下的光环境,并能维持较长的时间,从而能够促进林下天然种子的萌发和幼苗的建立。但由于种源限制,其经营措施对天然幼苗更新的促进作用有限,而补植幼苗和翻土除草措施,能够改善种源限制问题,通过协同作用,扩大近自然经营措施对次生林幼苗更新的促进作用。而马尾松人工林由于原本林下光环境较好,近自然经营后光照资源前期更为丰富,适宜补植对光资源需求较高的树种,协同促进幼苗更新。但马尾松人工林经营后期郁闭程度更高,所以对自然更新的促进作用有限。若选择补植耐阴程度较高的乡土树种,则利于加速马尾松人工林向郁闭度较高的森林转变。因此,针对于不同的林型,我们需要施加不同的更新促进措施,保证在森林生产力提高的同时,促进群落的有效更新,确保森林碳汇能力的可持续增长。